CN107488430A

CN107488430A - 一种用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶

Info

Publication number: CN107488430A
Application number: CN201710814072.3A
Authority: CN
Inventors: 舒跃辉; 张耀根
Original assignee: Guangzhou Weixin New Material Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Weixin New Material Co Ltd
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2017-12-19

Abstract

本发明公开了一种用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其包括无定型聚酯多元醇、液体聚酯多元醇、结晶型聚酯多元醇及异氰酸酯等组分；该湿固化聚氨酯热熔胶不含有机溶剂，固含量100％、初粘和终粘强度高，流动性好，定位能力强，粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感，可以广泛用于中、高压密度板、层压板、实木板及其它钢铁、合金和复合板材的(椭)圆形曲面、台阶面、异形面的包封贴覆装饰。

Description

一种用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶

技术领域

本发明涉及一种包覆胶，特别涉及一种用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，属于胶粘剂技术领域。

背景技术

在建筑、家装领域中，经常要对一些家具及装饰构件非平整(异形)面部位进行涂贴包覆装饰，如木板、铝合金、不锈钢及木塑板等材料的端面。通过包覆装饰一方面可以阻止环境中的水分、酸、碱、微生物和害虫等对材料的侵蚀外，同时可以使家具或装饰构建更加美观。一般贴饰过程都要用到包覆胶，采用与包覆异形面相吻合的施胶和推压装置进行循序压合，在贴饰方面最重要的要求是保障基材与饰面膜之间快速固化，粘接密实、牢固，细致表现这些曲面的艺术美感。现有技术中包覆胶产品绝大部分都是以聚氨酯预聚体作为有效成分，采用有机溶剂，有机溶剂在生产和使用过程中会缓慢挥发，均破坏环境和危害操作人员健康。如中国专利(CN 102838951 A)公开了一种金属包覆胶粘剂及其制备方法，具体公开其主要原材料组成为丙烯酸酯类单体和溶剂，该方法采用了大量的酯类和甲苯有机溶剂，不但成本高，对环境造成污染。

近年来，湿固化聚氨酯热熔胶粘剂(简称PUR)因其环保性而得到大力发展，其是由异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物为主要成分的100％固含量的热熔粘合剂，在常温下基本为固体，不含溶剂和增塑剂，克服了以往包覆胶需采用大量有机溶剂的缺点。湿固化聚氨酯热熔胶粘剂在使用时，通过加热使其液液态化，再被施涂于被粘物表面，贴合上另一被粘物，当胶粘剂冷却并固化后，通过异氰酸酯与被粘物表面的水分或空气中的水分反应而扩链为高分子化合物，从而产生粘接力。现有的湿固化热熔性聚氨酯胶粘剂在固化后，具有较好的粘结强度，且在高低温条件下具有较好的稳定性，例如约100℃到约130℃之上也能保持的高抗张强度。但其存在的问题是，在其开放态具有小的湿强度，在施用胶粘剂之后，结合工件可能需要外部的机械支撑直到胶粘剂固化成坚固的弹性交联粘合层，而坚固粘合的形成需要一段固化时间，从几小时多许多天不等。中国专利(CN 102660217 A)公开了一种家具及装饰构件异形面包覆用聚氨酯湿固化热熔包覆胶及其制作方法。按照重量份计算，该聚氨酯湿固化热熔包覆胶主要原料聚酯多元醇混合物、二异氰酸酯、增塑剂、扩链剂、增粘树脂等，该聚氨酯湿固化热熔包覆胶不含任何有机溶剂，固含量100％、湿固化快，操作简单，经过交联固化，最终粘接强度更高，粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感。但是该包覆胶的初始粘度较低，难以满足应用要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是旨在提供一种固含量100％、初粘和终粘强度高，流动性好，定位能力强，粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感的湿固化聚氨酯热熔胶，可以广泛用于中、高压密度板、层压板、实木板及其它钢铁、合金和复合板材的(椭)圆形曲面、台阶面、异形面的包封贴覆装饰。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，包括以下质量份组分：无定型聚酯多元醇20～50份；液体聚酯多元醇20～40份；结晶型聚酯多元醇30～50份；异氰酸酯10～20份。

本发明的技术方案关键是将无定型聚酯多元醇、液体聚酯多元醇换和结晶型聚酯多元醇三种聚酯多元醇按一定的比例组合使用，三者之间的协同增效作用明显，无定型聚酯多元醇分子链上主要带有苯环，赋予胶水较好的粘性和内聚力，液体聚酯多元醇分子间作用力较小，赋予胶水较好的流动性和附着性，结晶型聚酯多元醇含有较长的结晶链段，赋予胶水较好的定位性和强度；整个湿固化聚氨酯热熔胶表现出粗剥离强度和终剥离强度高的优点，且流动性好，定位能力强，特别适合PVC/铝型材等端面包封贴覆装饰

优选的无定型聚酯多元醇的分子量为1000～6000，Tg＝26～56℃。较优选的无定型聚酯多元醇包括PN-110(分子量1000，Tg＝26℃)、dynacoll-7150(分子量2600，Tg＝50℃)、dynacoll-7130(分子量3000，Tg＝30℃)中至少一种。较优选的无定型聚酯多元醇分子量和Tg适中，有良好的粘性和内聚力，当无定型聚酯多元醇分子量过小或Tg过低时，内聚力偏小，粘接强度降低；当分子量过大或Tg过高时，内聚力较大，流动性变差，胶水的粘度过大。

优选的液体聚酯多元醇的分子量为500～8000，Tg＝-30～-50℃。较优选的液体聚酯多元醇的分子量为3000～6000；进一步优选的液体聚酯多元醇包括dynacoll-7250(分子量为5500，Tg＝-50℃)和/或dynacoll-7230(分子量为3500，Tg＝-30℃)。

优选的所述结晶型聚酯多元醇的分子量为1000～8000，熔点为20～50℃。较优选的结晶型聚酯多元醇包括PHA-3000(分子量为3000，熔点为40～50℃)、PBA-2000(分子量为2000，熔点为35～40℃)、PNA-3000(分子量为3000，熔点为20～30℃)、dynacoll-7360(分子量为3500，熔点为40～50℃)、dynacoll-7380(分子量为3500，熔点为65～75℃)中至少一种。较优选的结晶型聚酯多元醇分子量为2000～6000，分子量过小，结晶速度较慢，固化后胶体的强度偏小；分子量过大，结晶度高，胶体熔解速度慢，影响供胶速度，胶体固化后收缩率大，容易造成脱离。

优选的异氰酸酯包括HDI、MDI、TDI、HMDI、TMXDI、IPDI中至少一种。

优选的所述湿固化聚氨酯热熔胶粘剂还包括≤30份填料和/或≤5份抗氧化剂。较优选的填料包括滑石粉、碳酸钙、白炭黑中至少一种；较优选的所述抗氧剂包括1010、168、BHT264中至少一种。进一步优选的方案，填料的粒度在200～8000目。

本发明的无定型聚酯多元醇、液体聚酯多元醇、结晶型聚酯多元醇等原料主要购于赢创特种化学(上海)有限公司等厂家。

本发明提供的湿固化聚氨酯热熔胶粘剂的具体合成工艺：

1)预先把各种多元醇加入反应釜里在120～150℃加热熔化，在真空下搅拌脱水3～4小时后作备用；

2)反应釜洗干净，预热真空除去反应釜残留的水分，100℃抽真空20～40分钟；接上氮气输送管，打开反应釜阀门，往里面输入氮气，直到气压恢复到正常；

3)将异氰酸酯物料加入反应釜加热快速熔化，温度控制在90～110℃直到完全熔解，然后边搅拌边加入备用的多元醇物料，反应至产物的NCO％含量达到设计值停止反应，出料包装。NCO％含量设计值在1.5％～3.0％比较合适。

与现有技术相比，本发明的技术方案带来的有益技术效果：

1、具有特别优异初粘强度和终粘强度，流动性好，表干时间短，定位性高，粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感，特别适合各种板材的端面包封贴覆装饰。

2、不含任何有机溶剂，固含量100％，在加工和使用过程中无小分子有机溶剂释放，具有环保优势。

3、湿气固化，无烘干过程，固化快，操作简单，有利于提高工作效率和自动化。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。

以下实施例中各湿固化聚氨酯热熔胶均按以下方法制备得到：

1)预先把多元醇加入反应釜里在140℃加热熔化，在真空下搅拌脱水3小时后作备用；

2)反应釜洗干净，预热真空除去反应釜残留的水分，100℃抽真空30分钟；接上氮气输送管，打开反应釜阀门，往里面输入氮气，直到气压恢复到正常；

3)将异氰酸酯物料加入反应釜加热快速熔化，温度控制在100℃直到完全熔解，然后边搅拌边加入备用的多元醇物料，反应至产物的NCO％含量达到2％左右停止反应，出料包装。

实施例1：

测试相关数据

粘度(130℃)：15000cp～20000cP；

开放时间：3min；

初始剥离强度：1.2N/mm；

最终剥离强度：大于2.0N/mm(PVC/铝型材)。

实施例2：

测试相关数据

粘度(130℃)：32000cp～38000cP；

开放时间：1min；

初始剥离强度：1.6N/mm；

最终剥离强度：大于2.0N/mm(PVC/铝型材)；

实施例1和实施例2中，胶水初始剥离强度高，对基材的附着性好，特别适用于PVC包覆铝合金线条，对塑料基材料也有较好的粘附性。其中，实施例2中使用熔点高的结晶多元醇，提高了胶水的定位性；实施例1中，结晶速度和内聚力适中，对材料的通用性和对温度适用性更广。

实施例3：

测试相关数据

粘度(130℃)：40000cp～50000cP；

开发时间：40s；

初始剥离强度：2.0N/mm；

最终剥离强度：1.5N/mm(PVC/铝型材)；

实施例4：

测试相关数据：

粘度(130℃)：30000cp～40000cP；

开发时间：20s；

初始剥离强度：1.8N/mm；

最终剥离强度：1.2～1.6N/mm(PVC/铝型材)；

从实验例3和实施例4可以看出，通过调整无定型多元醇种类和用量能明显提高胶水的初始剥离强度，缩短表干时间；但随着无定型多元醇的Tg越高，用量越大，胶水在固化过程中面材与基材容易出现脱离，导致最终剥离强度下降。实施例4中，提高结晶型聚酯多元醇的用量，也能提高胶水的初始剥离强度，缩短表干时间，提高定位性。但用量过大，容易造成活性降低，影响对基材的浸润性和渗透性，容易造成脱胶和渗透性差。

对比实施例1

测试相关数据

粘度(130℃)：12000cp～16000cP；

开放时间：4min；

初始剥离强度：0.6N/mm；

最终剥离强度：1.5N/mm(PVC/铝型材)；

对比实施例1加入了聚醚多元醇PPG-2000，制备的胶水流动性、渗透性大大提高，但胶水的初始剥离强度及定位性大大下降，不利于快速的包覆加工工艺。对比实施例2

测试相关数据

粘度(130℃)：15000cp～20000cP；

开放时间：2min；

初始剥离强度：0.5N/mm；

最终剥离强度：1.8N/mm(PVC/铝型材)；

对比实施例2加入了脂肪族聚酯多元醇P-2630MA(分子量为3000，Tg＝-50℃)，与实施例2作对比可以看出，无定型聚酯多元醇PN110可以明显提高胶水的内聚力和初始剥离强度。

对比实施例3

测试相关数据

粘度(130℃)：50000cp～60000cP；

开放时间：3min；

初始剥离强度：1.6N/mm；

最终剥离强度：大于2.0N/mm(PVC/铝型材)；

对比实验例3中加入了聚酯多元醇POL-311(分子量为10000，Tg＝-55℃)，胶水初始剥离强度及最终剥离强度都相对较好，但因为POL-311分子量大，胶水的粘度偏大，流动性变差，涂布均匀性降低。

Claims

1.一种用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：包括以下质量份组分：

无定型聚酯多元醇20～50份；

液体聚酯多元醇20～40份；

结晶型聚酯多元醇30～50份；

异氰酸酯10～20份。

2.根据权利要求1所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述无定型聚酯多元醇的分子量为1000～6000，Tg＝26～56℃。

3.根据权利要求2所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述无定型聚酯多元醇包括PN-110、dynacoll-7150、dynacoll-7130中至少一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述液体聚酯多元醇分子量为500～8000，Tg＝-30～-50℃。

5.根据权利要求4所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述液体聚酯多元醇包括dynacoll-7250和/或dynacoll-7230。

6.根据权利要求1～3、5任一项所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述结晶型聚酯多元醇的分子量为1000～8000，熔点为20～50℃。

7.根据权利要求6所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述结晶型聚酯多元醇包括PHA-3000、PBA-2000、PNA-3000、dynacoll-7360、dynacoll-7380中至少一种。

8.根据权利要求1～3、5、7任一项所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：

所述异氰酸酯包括HDI、MDI、TDI、HMDI、TMXDI、IPDI中至少一种。

9.根据权利要求1～3、5、7任一项所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述湿固化聚氨酯热熔胶粘剂还包括≤30份填料和/或≤5份抗氧化剂。

10.根据权利要求9所述的用于家具及装饰构件异形面包覆的湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于：

所述填料包括滑石粉、碳酸钙、白炭黑中至少一种；

所述抗氧剂包括1010、168、BHT264中至少一种。